JP5459625B2

JP5459625B2 - タイヤ情報検出装置

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Publication number: JP5459625B2
Application number: JP2011020412A
Authority: JP
Inventors: 淑典花井
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-02-02
Filing date: 2011-02-02
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2031-02-02
Also published as: JP2012158277A

Description

本発明は、車輪の取付位置やタイヤの空気圧（タイヤ情報）を検出するタイヤ情報検出装置に関する。

タイヤ空気圧検出装置の一つとして、ダイレクト式のものがある（例えば、特許文献１、２参照）。このタイプのタイヤ空気圧検出装置では、タイヤの空気圧に応じた信号を出力する圧力センサ等のセンサを含みそのセンサが出力した信号を無線で送信する送信機が、タイヤが備えられた車輪に取り付けられる。車体側には、送信機からの信号を受信する受信機が設けられる。そして、受信機で受信された信号に基づいてタイヤの空気圧が算出されて、その空気圧が低下している場合には警告が行われる。

また、特許文献１には、タイヤローテーションなど車輪の位置を変えた場合であっても、送信機からの信号がどの車輪に取り付けられたものかを判別できるように、車輪の取付位置を特定できる機能を有するタイヤ空気圧検出装置が開示されている。この特許文献１のタイヤ空気圧検出装置では、トリガ信号を送信するトリガ機が車体側に設けられる。そのトリガ機は、各車輪に取り付けられた各送信機までの距離が異なったものとなるように設けられる。また、トリガ機は、受信機と通信線で通信可能に接続されており、例えば受信機からの指示に基づいてトリガ信号を送信するように構成されている。

トリガ機からのトリガ信号は、送信距離に応じた受信強度で各送信機で受信される。各送信機では、受信されたトリガ信号の受信強度が算出されて、その受信強度を含む応答信号が受信機に送信される。そして、その応答信号に含まれる受信強度に基づいて、その応答信号がどの車輪に取り付けられた送信機からのものであるか、すなわち車輪の取付位置が特定される。つまり、特許文献１のタイヤ空気圧検出装置は、トリガ信号に応答して、車輪の位置に応じた信号（受信強度）を含む応答信号が、送信機から受信機に送信されるものである。なお、タイヤの空気圧の信号についても、トリガ信号に応答して送信機から受信機に送信されるものもある。

特許第４１７５３４８号公報特開２００６−１７５９７１号公報

ところで、トリガ信号に応答して車輪の取付位置やタイヤの空気圧を検出するタイヤ情報検出装置では、受信機は車載ＬＡＮに接続されているものの、トリガ機は車載ＬＡＮに接続されていない。そのため、受信機とトリガ機の間の通信線が断線した場合には、受信機側ではトリガ機の状態を迅速に把握できないという問題点がある。特に、トリガ機が故障している場合には、トリガ機の故障部位を迅速に特定できない。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、受信機とトリガ機の間の通信線が断線したとしても、受信機側でトリガ機の故障部位を迅速に特定できるタイヤ情報検出装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、タイヤが備えられた車輪に設けられ、トリガ信号に応答して前記車輪の位置に応じた信号又は前記タイヤの空気圧に応じた信号を含む応答信号を送信する送信機と、
車体側に設けられ、前記トリガ信号を送信するトリガ機と、
車体側に設けられ、前記トリガ機と通信線で通信可能に接続されるとともに、前記送信機からの応答信号を受信する受信機と、を備えるタイヤ情報検出装置において、
前記トリガ機は、前記トリガ機の故障部位を検出する故障部位検出手段を備え、その故障部位検出手段が前記故障部位を検出した場合には、前記故障部位を特定する故障部位特定情報を付加して前記トリガ信号を送信し、
前記送信機は、前記故障部位特定情報が付加された前記トリガ信号を受信した場合には、そのトリガ信号に付加された前記故障部位特定情報を含む応答信号を送信することを特徴とする。

これによれば、トリガ機には、トリガ機の故障部位を検出する故障部位検出手段が含まれるので、トリガ機が故障した場合には、故障部位検出手段によって故障部位が検出される。そして、その故障部位を特定する故障部位特定情報が、トリガ信号及び応答信号に付加されて、つまり送信機を介して受信機に送信される。よって、受信機とトリガ機の間の通信線が仮に断線したとしても、受信機側で故障部位特定情報に基づいてトリガ機の故障部位を迅速に特定できる。

また、本発明における前記トリガ機は、前記通信線の断線を検出する断線検出手段を備え、前記故障部位検出手段が前記故障部位を検出し、且つ前記断線検出手段が前記断線を検出した場合に、前記故障部位特定情報が付加された前記トリガ信号を送信することを特徴とする。

通信線が断線していなければ、その通信線を介して、トリガ機の故障部位を特定できるので、上記のように、断線した場合に故障部位特定情報を送信するのが好適である。

タイヤ空気圧検出装置１の概略構成を示すブロック図である。イニシエータドライバ４の制御部４１が実行する処理のフローチャートである。センサ送信機２の制御部２１が実行する処理のフローチャートである。トリガ信号１００の構成を例示した図、応答信号２００の構成を例示した図である。

以下、本発明に係るタイヤ情報検出装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明のタイヤ情報検出装置が適用されたタイヤ空気圧検出装置１の概略構成を示すブロック図である。そのタイヤ空気圧検出装置１は車両６に設けられる。その車両６には、タイヤが備えられた車輪６１が設けられている。なお、図１では、一つの車輪６１しか図示していないが、車両６には、運転席側前輪、助手席側前輪、運転席側後輪、助手席側後輪の４つの車輪６１が設けられている。

図１に示すように、タイヤ空気圧検出装置１は、センサ送信機２、受信機３、イニシエータドライバ４及び表示器７を備えている。なお、センサ送信機２は、電池（図示外）も備えており、その電池によって各構成が動作されるようになっている。センサ送信機２は、各車輪６１のそれぞれに取り付けられており、より具体的には例えば各車輪６１のホイールにおけるエア注入バルブに取り付けられている。そのセンサ送信機２は、制御部２１、センシング部２２、受信部２３、受信アンテナ２４、送信部２５及び送信アンテナ２６を備えている。

センシング部２２は、タイヤ空気圧に応じた信号（検出信号）を出力するものであり、例えば歪みゲージ式、ダイアフラム式、または半導体式の圧力センサから構成される。センシング部２２は制御部２１と接続されており、センシング部２２で出力された検出信号は制御部２１に入力されるようになっている。

受信部２３は、受信アンテナ２４を介して、後述するイニシエータドライバ４から送信されたトリガ信号を受信するものである。その受信部２３は、受信したＬＦ帯のトリガ信号を制御部２１が読み取れる形式の信号に復調する復調回路等から構成される。受信部２３は制御部２１と接続されており、受信部２３で受信されたトリガ信号は制御部２１に入力されるようになっている。

送信部２５は、制御部２１から送られてきた応答信号をＲＦ帯（例えば３１５ＭＨｚ帯）の信号に変調する変調回路等から構成され、変調された応答信号をＲＦ電波として送信アンテナ２６から無線送信するものである。

制御部２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成され、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムにしたがって所定の処理を実行するものである。具体的には、制御部２１は、受信部２３からトリガ信号を受け取った場合には、センシング部２２から検出信号を受け取って、その検出信号を含む応答信号を生成し、その応答信号を送信部２５に送る。つまり、検出信号を含む応答信号を送信部２５に送信させる。その応答信号は複数のフレームから構成され、センシング部２２の検出信号はそれらフレームのいずれかに格納されている。また、応答信号の他のフレームには、どの車輪６１に取り付けられた応答信号であるかを識別するためのＩＤ情報や、上記特許文献１のようにトリガ信号の受信強度（車輪６１の取付位置に応じた信号）などが必要に応じて格納される。なお、受信強度を応答信号のフレームに格納する場合には、制御部２１は、受信部２３から受け取ったトリガ信号の受信強度を算出する処理を実行する。

また、各センサ送信機２の制御部２１は、例えば互いにタイミングをずらして応答信号を送信するように構成されている。そのために、例えば、トリガ信号を受け取ってから何秒後に応答信号を送信するという送信タイミングが、予め各センサ送信機２ごとに異なるもので設定されている。

以上のように、制御部２１はトリガ信号に応答して応答信号を送信するように構成されているが、これに加えて、自身の判断で所定周期ごとに（例えば１分ごと）にセンシング部２２の検出信号を送信するように構成されたとしてもよい。なお、センサ送信機２が本発明における「送信機」に相当する。

受信機３は、車両６の車体側に設けられ、制御部３１、受信部３２、インターフェース部３３、受信アンテナ３４及びメモリ３５を備えている。受信部３２は、受信アンテナ３４を介して、センサ送信機２からのＲＦ電波の応答信号を受信するものである。その受信部３２は、受信した応答信号を制御部３１が読み取れる形式の信号に復調する復調回路等から構成される。受信部３２は制御部３１と接続されており、受信部３２で受信された応答信号は制御部３１に入力されるようになっている。なお、受信アンテナ３４は、各センサ送信機２からの応答信号を総括的に受け取る１本又は２本以上の共通アンテナとなっており、車両６の車体に固定されている。

インターフェース部３３は、後述するイニシエータドライバ４と通信するためのインターフェースであり、制御部３１から送られてきた信号をイニシエータドライバ４に送信するとともに、イニシエータドライバ４から送られてきた信号を受信して制御部３１に送る。本実施形態では、インターフェース部３３は、ＵＡＲＴ（ＵｎｉｖｅｒｓａｌＡｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓＲｅｃｅｉｖｅｒＴｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）のインターフェースとされている。なお、受信機３とイニシエータドライバ４は通信線５で接続されており、その通信線５を介して、受信機３とイニシエータドライバ４との間の通信が行われるようになっている。

メモリ３５は、制御部３１の指示に基づいて各種の情報を記憶するものであり、例えばフラッシュメモリ、ハードディスク装置が使用される。本実施形態では、メモリ３５には、イニシエータドライバ４の故障部位を特定する故障部位特定情報が記憶される。

制御部３１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成され、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムにしたがって所定の処理を実行するものである。具体的には、制御部３１は、イニシエータドライバ４に対してトリガ信号を送信させることを指令する。その指令タイミングとしては、例えば予め定められた周期的なタイミングであったり、ディーラ等における車両検査時のタイミングであったりする。また、制御部３１は、センサ送信機２から応答信号を受信した場合には、その応答信号に含まれているセンシング部２２の検出信号に基づいて、タイヤ空気圧を算出する。そして、制御部３１は、そのタイヤ空気圧が所定の閾値よりも小さい場合には、表示器７にて、タイヤ空気圧が低下している旨の警告表示を行う。なお、受信機３と表示器７の間にボデーＥＣＵやメータＥＣＵが介在する場合には、制御部３１は、ボデーＥＣＵやメータＥＣＵを介して、タイヤ空気圧の低下を表示器７に表示させることになる。

また、制御部３１は、センサ送信機２からの応答信号にトリガ信号の受信強度が含まれている場合には、その受信強度に基づいて、送られてきた応答信号が４つの車輪６１のいずれに取り付けられたセンサ送信機２のものなのかを特定する車輪位置検出を行う。この車輪位置検出方法の詳細については、例えば上記特許文献１の方法が用いられる。

以上の構成を有する受信機３は車載ＬＡＮ８と接続されており、その車載ＬＡＮ８を通じて各種の機器と通信をすることが可能となっている。例えば、ディーラ等でタイヤ空気圧の診断ツールが車載ＬＡＮ８に接続された場合には、受信機３の制御部３１は、その診断ツールの指令に基づいて、タイヤ空気圧を検出したり、車輪位置を特定したりする処理を実行する。

表示器７は、ドライバが視認可能な場所に配置され、例えば車両６におけるインストルメントパネル内に配置される警報ランプによって構成される。その表示器７は、受信機３の制御部３１からタイヤ空気圧が低下した旨を示す信号が送られてきた場合には、その旨の表示を行うことでドライバにタイヤ空気圧の低下を報知する。

イニシエータドライバ４は、本発明における「トリガ機」に相当するものであり、受信機３の制御部３１からの指令に基づいてトリガ信号を送信するものである。そのイニシエータドライバ４は、車両６の車体側に設けられ、具体的には例えば特許文献１と同様の位置、すなわち４つの車輪６１すべてから異なる距離に設けられる（厳密には、後述する送信アンテナ４３が４つの車輪６１すべてから異なる距離に設けられる）。なお、タイヤ空気圧検出装置１がトリガ信号の受信強度に基づく車輪位置検出を行わないものである場合には、イニシエータドライバ４は、車輪６１すべてから異なる位置に設けられていなくてもよい。また、イニシエータドライバ４は、各センサ送信機２に対して総括してトリガ信号を送信する単一のものであっても、各センサ送信機２ごとに複数設けられたとしても良い。各センサ送信機２ごとにイニシエータドライバ４を設ける場合には、各イニシエータドライバ４は、例えば各イニシエータドライバ４が担当するセンサ送信機２（車輪６１）の近くに設けられる。また、イニシエータドライバ４は、通信線５で受信機３と接続されているものの、車載ＬＡＮ８には接続されていない。

イニシエータドライバ４は、制御部４１、送信部４２、送信アンテナ４３及びインターフェース部４４を備えている。送信部４２は、制御部４１からの指令に基づいて、所定強度のトリガ信号を生成して、送信アンテナ４３からそのトリガ信号をＬＦ電波（例えば１２５ｋＨｚ帯の電波）として無線送信する部分である。送信アンテナ４３は、一又は複数のアンテナから構成され、送信部４２にて生成されたトリガ信号を送信するアンテナである。図１では、送信アンテナ４３が２つの送信アンテナ４３ａ、４３ｂから構成された例を示している。この場合、例えば一方の送信アンテナ４３ａは車両６の前方（前輪６１の近い位置）に固定され、他方の送信アンテナ４３ｂは車両６の後方（後輪６１に近い位置）に固定される。なお、各センサ送信機２の個数の分だけ送信アンテナが設けられていたとしても良く、この場合には各送信アンテナは担当するセンサ送信機２の近くに固定される。また、イニシエータドライバ４がセンサ送信機２の個数だけ設けられている場合には、各イニシエータドライバ４には一つの送信アンテナが設けられる。

インターフェース部４４は、受信機３と通信するためのインターフェースであり、受信機３のインターフェース部３３と同様に、ＵＡＲＴのインターフェースとされている。

制御部４１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成され、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムにしたがって所定の処理を実行するものである。具体的には、制御部４１は、センサ送信機２に送信するトリガ信号を総括的に制御する部分であり、例えばトリガ信号の送信強度を決定したり、トリガ信号の送信タイミングを決定したりする。なお、その送信タイミングとして、制御部４１は、受信機３からの指令に基づいて定まる送信タイミングを決定している。また、制御部４１から送信されるトリガ信号は複数のフレームから構成されている。

また、制御部４１は、本発明における「故障部位検出手段」を構成し、イニシエータドライバ４の故障部位を検出する機能を有する。具体的には例えば上記の各構成（送信部４２、送信アンテナ４３、インターフェース部４４）の故障を検出することができる。また、送信部４２、送信アンテナ４３、インターフェース部４４以外にも、制御部４１は、イニシエータドライバ４を構成する周辺回路の故障も検出でき、さらに制御部４１内の構成（ＣＰＵに接続されているＲＯＭ、ＲＡＭ等）も検出できる。故障部位の検出方法としては、例えば制御部４１に接続された各部位の端子電圧をモニターする方法が用いられる。すなわち、端子電圧が異常電圧を示した場合に、制御部４１は、その異常電圧を示した端子に接続されている部位が故障したと判断（特定）する。端子電圧をモニターする方法の他、制御部４１は、例えば特定の動作をするように指令をした部位が所望の動作をしなかった場合に、その部位が故障したと判断する方法を採用しても良い。

上記したように、イニシエータドライバ４は車載ＬＡＮ８に接続されていないので、通信線５が仮に断線した場合には受信機３側ではイニシエータドライバ４の状態を迅速に把握できなくなってしまう。特に、イニシエータドライバ４が故障した場合には迅速に故障解析ができなくなってしまう。そこで、本発明のタイヤ空気圧検出装置１では、イニシエータドライバ４が故障した場合には、故障部位を特定する故障部位特定情報を、センサ送信機２を介して受信機３に送信している。以下、そのときの処理を図２、図３のフローチャートを参照して説明する。図２はイニシエータドライバ４の制御部４１が実行する処理のフローチャートを示しており、図３はセンサ送信機２の制御部２１が実行する処理のフローチャートを示している。なお、図２、図３のフローチャートの処理は、例えば車両６のイグニッションスイッチがオンされた時に開始され、所定間隔おきに繰り返し実行される。

先ず、イニシエータドライバ４の制御部４１によって、イニシエータドライバ４が故障したか否かが判断される（図２のＳ１１）。故障していない場合には（Ｓ１１：Ｎｏ）、図２のフローチャートの処理が終了される。これに対して、イニシエータドライバ４の故障が検出された場合には（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、処理をＳ１２に進める。Ｓ１２では、通信線５が断線されたか否かが判断される（Ｓ１２）。具体的には、制御部４１が受信機３と通信を試みて、その通信ができなかった場合に通信線５の断線と判断される（Ｓ１２）。なお、Ｓ１２の処理を実行する制御部４１が本発明における「断線検出手段」に相当する。通信線５が断線していない場合には（Ｓ１２：Ｎｏ）、次の時点において再度通信線５が断線されたか否かが判断される（Ｓ１２）。つまり、通信線５が断線していないかが継続的に監視される（Ｓ１２）。通信線５が断線した場合には（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、故障部位を特定する故障部位特定情報が付加されたトリガ信号がセンサ送信機２に送信される（Ｓ１３）。ここで、図４（ａ）は、Ｓ１３におけるトリガ信号１００の構成を例示した図である。なお、図４（ａ）では、トリガ信号１００は複数のフレーム１０１〜１０６から構成された例を示している。トリガ信号１００のフレーム１０１〜１０６のいずれかのフレーム（図４（ａ）ではフレーム１０５）に故障部位特定情報が格納される。なお、その他のフレーム１０１〜１０４、１０６には、イニシエータドライバ４が故障していないときに送信されるトリガ信号と同様の情報が格納される。Ｓ１３の処理の後、図２のフローチャートの処理が終了される。

一方、センサ送信機２側では、先ずトリガ信号を受信したか否かが判断される（図３のＳ２１）。トリガ信号を受信していない場合には（Ｓ２１：Ｎｏ）、図３のフローチャートの処理が終了される。これに対して、トリガ信号を受信した場合には（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、処理をＳ２２に進める。Ｓ２２では、受信したトリガ信号に故障部位特定情報が付加されているか否かが判断される（Ｓ２２）。故障部位特定情報が付加されていない場合には（Ｓ２２：Ｎｏ）、通常の応答信号、すなわちセンシング部２２の検出信号やトリガ信号の受信強度を含む応答信号が、受信機３に送信される（Ｓ２４）。この場合には、図２の処理とは別に通常のトリガ信号がイニシエータドライバ４から送信されたことになる。Ｓ２４の処理の後、図３のフローチャートの処理が終了される。

これに対して、トリガ信号に故障部位特定情報が付加されている場合には（Ｓ２２：Ｙｅｓ）、処理をＳ２３に進める。そして、Ｓ２３では、その故障部位特定情報を含む応答信号が受信機３に送信される（Ｓ２３）。なお、応答信号に含まれる故障部位特定情報は、トリガ信号に付加された故障部位特定情報と完全同一の情報でなくても良く、受信機３側で故障部位を特定できる情報であれば適宜に加工が施されたとしても良い。ここで、図４（ｂ）は、Ｓ２３における応答信号２００の構成を例示した図である。なお、図４（ｂ）では、応答信号２００が複数のフレーム２０１〜２０６から構成された例を示している。応答信号２００のいずれかのフレーム（図４（ｂ）ではフレーム２０５）に故障部位特定情報が格納される。なお、その他のフレーム２０１〜２０４、２０６には、例えばイニシエータドライバ４が故障していないときに送信される応答信号と同様の情報（センシング部２２の検出信号など）が格納される。なお、Ｓ２３では、故障部位特定情報のみを含む応答信号が送信されたとしても良い。Ｓ２３の処理の後、図３のフローチャートの処理が終了される。

Ｓ２３において故障部位特定情報を含む応答信号が送信された場合には、その応答信号は受信機３に受信される。そして、受信機３の制御部３１によって、応答信号から故障部位特定情報が抽出されてメモリ３５に記憶される。これによって、受信機３側では、そのメモリ３５に記憶された故障部位特定情報を参照することで、イニシエータドライバ４の故障部位を何時でも特定することができる。よって、例えばディーラ等で車載ＬＡＮ８に故障解析ツールを接続してイニシエータドライバ４の故障解析をする場合には、イニシエータドライバ４の故障部位を迅速に特定でき、その結果、故障部位の交換又は修理を迅速に行うことができる。

なお、本発明に係るタイヤ情報検出装置は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限度で種々変形できる。例えば、上記実施形態では、イニシエータドライバ４が故障し、且つ通信線５が断線した場合に、故障部位特定情報がセンサ送信機２を介して受信機３に送信されていたが、イニシエータドライバ４が故障した場合には通信線５の断線の有無にかかわらず故障部位特定情報を送信するようにしても良い。これによって、受信機３側では、より迅速に、イニシエータドライバ４の故障を把握でき、イニシエータドライバ４の故障部位を特定できる。

また、上記実施形態の図２では、最初にイニシエータドライバ４の故障を判断し（Ｓ１１）、次に通信線５の断線を判断（Ｓ１２）していたが、これらＳ１１、Ｓ１２の処理はどの順番で実行しても良い。また、上記実施形態では、故障部位特定情報をメモリ３５に記憶していたが、これに加えて、故障部位特定情報で特定される故障部位を表示器７等でドライバに報知するようにしても良い。

１タイヤ空気圧検出装置
２センサ送信機
２１制御部
３受信機
３１制御部
３５メモリ
４イニシエータドライバ
４１制御部
４２送信部
４３送信アンテナ
４４インターフェース部
５通信線
６車両
６１車輪
７表示器
８車載ＬＡＮ

Claims

タイヤが備えられた車輪に設けられ、トリガ信号に応答して前記車輪の位置に応じた信号又は前記タイヤの空気圧に応じた信号を含む応答信号を送信する送信機と、
車体側に設けられ、前記トリガ信号を送信するトリガ機と、
車体側に設けられ、前記トリガ機と通信線で通信可能に接続されるとともに、前記送信機からの応答信号を受信する受信機と、を備えるタイヤ情報検出装置において、
前記トリガ機は、前記トリガ機の故障部位を検出する故障部位検出手段を備え、その故障部位検出手段が前記故障部位を検出した場合には、前記故障部位を特定する故障部位特定情報を付加して前記トリガ信号を送信し、
前記送信機は、前記故障部位特定情報が付加された前記トリガ信号を受信した場合には、そのトリガ信号に付加された前記故障部位特定情報を含む応答信号を送信することを特徴とするタイヤ情報検出装置。
前記トリガ機は、前記通信線の断線を検出する断線検出手段を備え、前記故障部位検出手段が前記故障部位を検出し、且つ前記断線検出手段が前記断線を検出した場合に、前記故障部位特定情報が付加された前記トリガ信号を送信することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ情報検出装置。